摘要：Superpave混合料的性能，對原材料的質量控制，設計原理，與AC-I型瀝青混合料的對比。
　　關鍵詞：Superpave、質量控制、馬歇爾試驗。
　　一、前言
　　近年來，我國高速公路和城市快速干道發展很快。其中，高速公路總里程已僅次于美國居世界第二位。瀝青混凝土路面具有強度高、平整性能好等優點，因而它廣泛用于我國高等級公路。
　　已通車的高等級公路大部分質量是好的，但也確實存在一些不可忽視的問題。高速公路建設中瀝青路面發生早期破壞的情況屢見不鮮。瀝青路面的早期破壞主要有兩種，其一為雨季出現的水損壞，其二為高溫季節出現的車轍。前者更為常見。瀝青路面發生早期破壞，除了施工工藝與質量控制方面的原因外，瀝青混合料設計不當，或者缺乏一個比較規范的混合料設計方法也是主要原因之一。
　　世界各國針對這些問題在八十年代和九十年代提出了許多改進路面性能的設計方法。其中美國Superpave為代表的密級配混合料設計方法和德國SMA為代表的開級配混合料設計方法最具有代表性。SMA是由瀝青、纖維穩定劑 、礦粉及少量的細集料組成的瀝青瑪蹄脂填充間斷級配的粗集料骨架間隙而組成的瀝青混合料，有著優良的路用性能，但要增加工程投資。而美國的Superpave研究成果采用“高性能瀝青混合料”，其特點是：抵抗車轍的能力強；有良好的密實性，基本上不透水，能有效的防止和減少水損壞，使用壽命比普通瀝青混凝土長；有較好的構造深度，抗滑能力強，施工工藝與普通瀝青混凝土相同，投資與普通瀝青混凝土相差無幾，有著廣泛的運用前景。
　　二、Superpave對集料的要求和現有存在的問題：
　　1．Superpave對原由的集料試驗方法進行了改進，提出了集料的兩個要求：一致特性和料源特性。一致特性包括：粗集料的棱角性，細集料的棱角性，粗集料的扁平細長顆粒及細集料的砂當量；料源特性包括：堅固性，安定性及有害物質。通過以上規定，主要目的是提高其內摩阻角，從而提高混合料的抗車轍能力，保證在攪拌和碾壓時集料不碎裂，并保證瀝青與礦料之間的粘結力。
　　2．集料的質量管理是我國瀝青路面工程中的薄弱環節。因此，加強對集料的管理刻不容緩。
　　1）集料中小于0.075㎜顆粒含量因嚴格控制。
　　2）集料因有適當的破碎加工方法，這兩年通過省廳對料場準入制考核以有一定的改善，但僅對供應高速公路的料場。
　　3）集料來源不同，造成篩孔尺寸混亂，實際級配與配合比設計所采用的級配有很大的差距。
　　集料是瀝青混合料中的重要組成部分，合格的集料對提高瀝青混合料路用性能有很重要的影響。
　　三、Superpave瀝青混合料設計原理
　　1．Superpave確定了瀝青混合料壓實試驗。室內壓實是利用Superpave旋轉壓實儀成型，旋轉壓實儀是一種全新的壓實成型設備，它的主要功能是成型試樣，同時在成型過程中采集數據，設計人員還同時可以控制試樣的壓實度。
　　瀝青路面早期的性能取決于瀝青混合料的性能和壓實的效果。因此Superpave進行松散混合料的短期老化試驗，其實驗條件為135℃加熱4個小時。
　　2．Superpave瀝青混合料設計系統的主要成果是提取了性能試驗和性能預測模型，且試驗結果可以用于預測路面的實際性能，換句話說，Superpave瀝青混合料設計結果可以根據ESAL值預測使用期內路面的性能及路面在行車荷載作用下出現車轍、疲勞開裂和低溫開裂的時間。
　　有兩種以性能為基礎的試驗方法，Superpave剪切試驗（SST）和間接拉伸試驗（IDT）。
　　利用SST進行各種溫度下的試驗以模擬路面溫度的改變，它的主要目的是進行疲勞試驗。
　　IDT主要進行材料的蠕變和拉伸強度試驗，這種試驗利用一個垂直向的荷載在徑向截面上加一個荷載以測定材料的劈裂強度。
　　在Superpave試驗中，SST和IDT的試驗結果主要為性能模型提供輸入數據，利用以上模型，設計人員可以預估在瀝青膠結料，集料和填料混合以后的混合料的綜合性能。
　　總之，高性能瀝青路面是以路用性能為基礎的。它的研究包括3個主要環境特征，即高溫、低溫氣候和水。而每一個特征都反映了某種具有代表性的路面病害機理。高性能瀝青混合料的設計方法是通過車轍、疲勞開裂、低溫開裂、老化速度、水的作用和粘結力損失等來提高和改善瀝青路面的工作性能，它真實的反映了材料配比、結構設計和現場施工條件等真實因素，并考慮了包括溫度變化、含水量、交通量及荷載組成在內的各種因素的臨界特征和數值。
　　四、馬歇爾擊實試驗和旋轉壓實的比較
　　在不同瀝青用量條件下，旋轉壓實方法較馬歇爾擊實要穩定一些，也就是說，瀝青含量的變化對旋轉壓實的影響較小些，而對馬歇爾擊實的影響則較明顯。這是由于旋轉壓實和馬歇爾擊實的作用是不同的，旋轉壓實對混合料產生揉搓碾壓作用，在試驗的過程中，有利于集料之間的錯動，從而使集料有從新排列的過程。旋轉壓實的機械作用和瀝青都是集料不斷密實的原因。而馬歇爾擊實的過程中，當瀝青含量不足時石料的錯動會很少，不利與產生集料的重新排列，只有當瀝青含量增加時集料的相對移動才可能發生。所以瀝青含量對馬歇爾擊實試件的影響要比對旋轉壓實儀的影響大。下表是某工地Superpave-20在級配相同瀝青含量相同的混合料分別進行媽歇爾擊實和旋轉壓實試驗的對比數據（見表一）。
　　表一某Superpave-20級配各瀝青用量與毛體積密度比較表

　　五、施工中的質量控制
　　1．施工溫度：溫度是施工控制的一個非常重要的方面，他應結合瀝青粘度進行確定，Superpave混合料相對于AC-I型混合料要粗，溫度損失也相對AC型混合料快。
　　2．混合料離析：瀝青混合料的離析是造成路面早期損壞的重要原因，即使暫時沒有損壞，對瀝青混合料的使用性能也有嚴重的影響。為了減輕離析，提高瀝青混合料的均勻性，在施工階段應特別注意。
　　六、結論
　　自Superpave瀝青混合料設計方法在我國實踐以來，可以說對道路界是一場新思想的變革，Superpave瀝青混合料結構經實踐證明較我們傳統的密實懸浮類混合料的抗車轍性能有了明顯的改善，這一設計方法的最大亮點即為引用了混合料的體積性質作為設計的關鍵標準，同時旋轉壓實的成型工藝也較傳統的馬歇爾擊實的成型方法更能模擬實際路面車輪的搓揉作用。但作為一種新的設計方法，我們要用一分為二的觀點來看問題，這一設計方法還有許多方面需要我們去研究探討，例如：在混合料配合比設計中只是單一的以體積指標為標準，并沒有引入力學性能指標這是否合適，此外由于Superpave混合料采用的級配較粗，從目前國內已修筑的Superpave路面來看滲水系數過大的路段較多。Superpave混合料級配設計中的限制區對于我國現有的石料性質還需要進一步的試驗驗證。相信通過大量的研究，我們會對Superpave有更加深層次的認識和改進，從而有利于提高瀝青混合料質量，為公路事業做出貢獻。

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